开放场塔迷宫中的位置学习与反应学习

本实验的总体目标是训练大鼠完成开阔场地塔式迷宫任务。首先需要构建迷宫装置，第二步是配对、饲养并抓取大鼠。

接下来，让大鼠在迷宫中进行适应和预训练。最后一步是实施反应训练或位置训练及测试程序。最终记录每只大鼠首次选择正确反应的百分比，以确定其在迷宫中的学习速率和学习程度。

与现有迷宫相比，该技术的主要优势在于开阔场地塔式迷宫是一种非厌恶性的重复性任务，因此可消除应激作为潜在的干扰变量。该方法有助于回答行为神经科学领域中的关键问题，例如激素对学习和记忆过程的影响。

在无应激条件下，尽管该方法可为成年大鼠学习与记忆的神经机制提供见解，也可用于其他模型系统，如小鼠及不同年龄的啮齿类动物。构建圆形迷宫后，使用四种不同的黑白图案装饰其内表面。

接下来，搭建四个食物塔并将其固定在迷宫底部。此外，再搭建三个预训练用的塔，并用胶带固定以备使用。在预训练阶段，将黑色塑料食物杯用胶水粘在每个食物塔的顶部，并在每个食物杯上加盖带有三个小通气孔的螺旋盖。

最后，在迷宫房间内悬挂一个60瓦的灯泡，以微弱光线照亮房间，并在天花板上安装一台数字摄像机，用于记录训练前的实验过程，以便后续分析。每位实验人员应每天负责所有大鼠的实验操作，持续七天。为了激励大鼠获取奖励，需将其置于食物限制饮食方案中，每天允许自由进食一小时。

在整个实验过程中，将雌性大鼠两两同笼饲养，以降低其焦虑水平。开始预训练程序时，将食物奖励放入七座塔中每个未加盖的食物杯内。准备就绪后，将一只大鼠随机放入迷宫中的某一位置，让其自由探索，直至找到并吃完全部七个食物奖励。

如果大鼠在10分钟内未能取回所有食物奖励，则将其从迷宫中移出，并于次日重复此操作。如果某只大鼠在前两天内未能取回并消耗全部七份食物奖励，则允许其额外进行30分钟的训练，直至成功取回所有食物奖励。首先，为每只大鼠分配四个起始位置中的两个。

平衡学习类型的起始位置，为位置学习者提供正确的塔，为反应学习者提供正确的转向。每天训练开始时，打开噪音机，启动视频录制程序，将四个塔都放入诱饵，并盖住其中三个食物杯，仅让正确塔上的食物奖励暴露在外。准备就绪后，开始视频录制，将大鼠放置于迷宫中指定的起始位置。

在获取奖励后立即通过计算机显示器观察大鼠行为，此时需位于帘子后方。或者在三分钟后，取出大鼠并停止视频录制。学习的形成需要通过找到特定位置来完成迷宫任务。

利用空间线索，始终使用同一个正确的食物塔，并将大鼠从两个起始位置之一放入。例如，使用诱饵塔 D，并从起始位置二或三释放进行反应学习的大鼠。根据起始位置切换正确的食物塔，反应学习者通过学习在迷宫中做出特定转向来解决问题，而不论其在迷宫中的起始位置如何。

例如，将诱饵塔设为 D，并从起始位置三释放大鼠；或将诱饵塔设为 B，并从起始位置二释放同一只大鼠。在 12 天内进行 48 次训练试验，每天 4 次。当所有大鼠的表现均达到稳定水平后，实施起始位置转换测试，以检验已习得行为的持续性。

首先进行新奇物体的对照平衡实验。确定每只大鼠的起始位置，然后按照之前演示的训练试验流程，使用新的起始位置进行操作。

对于一只原本从位置二或位置三出发进行位置学习的大鼠，将其放置在新的起始位置之一或位置四，同时仍对 Tower D 进行响应刺激。对于已学会向右转且原本从位置二或位置三出发的学习大鼠，将其放置在新的起始位置之一或位置四，并分别用诱饵吸引至 Tower A 或 Tower C。

进行八次测试。在两天内完成起始位置转换测试，每天四次试验。应由一位对处理分组不知情的新实验人员对录像试验进行评分。

首先记录每只大鼠在每次试验中尝试寻找正确塔的次数。接着，计算大鼠在每天训练中首次选择即找到奖励的概率。利用各训练日的该百分比数据绘制学习曲线。

最后，如果大鼠在各次试验中的表现未能达到预设的判定标准，则应将其排除在分析之外。接受周期性雌二醇替代治疗的大鼠在位置学习过程中达到习得标准所需的试验次数较少。尽管各处理组在反应学习速率上相似，但在位置训练的所有处理组中，随着训练试验的进行，其表现水平均有所提高。

然而，接受周期性雌二醇处理的大鼠在首次选择正确的试验中所占比例更高，且在反应训练过程中，所有处理组的整体表现均有所提升。在此情况下，处理类型对反应学习速率无显著影响。在更换起始位置后，无论何种处理，学习者最初均表现出行为受损。

然而，溶剂处理组与雌二醇处理组大鼠之间的表现差异进一步增大。在第二次试验阶段，所有大鼠在回到原始起始位置进行训练后，其表现均恢复至Prewitt测试水平。当进行起始位置切换测试时，采用反应学习策略的大鼠表现出认知障碍。但成对比较结果显示，雌二醇处理组大鼠的表现已恢复至Prewitt水平。

在第二次试验阶段，当大鼠随后在原始起始位置进行测试时，其表现均恢复至预威特测试的水平。在实施该操作过程中，重要的是需始终维持迷宫条件的一致性，并在抓取和处理大鼠时避免使其受到应激。

通过此操作，可进一步实施立体定位手术和药物给药等其他方法，以确定与反应学习和位置学习的获得、表达及保持相关的重要脑区。观看本视频后，您应能充分掌握如何对成年大鼠进行开放场高塔迷宫的训练与测试。